EP0096183B1 - Verfahren zum Schutz der Formen beim Spritzgiessen - Google Patents

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EP0096183B1
EP0096183B1 EP83103478A EP83103478A EP0096183B1 EP 0096183 B1 EP0096183 B1 EP 0096183B1 EP 83103478 A EP83103478 A EP 83103478A EP 83103478 A EP83103478 A EP 83103478A EP 0096183 B1 EP0096183 B1 EP 0096183B1
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Alfred Dipl.-Ing. Dr. Lampl
Otto Dipl.-Ing. Dr. Urbanek
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LUDWIG ENGEL KG
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    • B29C2945/76919—Shut down
    • B29C2945/76923—Shut down in case of emergency

Definitions

  • the invention relates to a method for protecting the molds during the injection molding of plastics during the closing, wherein the movable mold half is moved against the fixed mold with a predetermined speed profile and the hydraulic closing pressure is limited to a value which is above a predetermined, adjustable amount Normal value.
  • a method of this kind is known from DE-A-2 306 169.
  • GB-PS-1 140 118 shows a device in which only the pressure which is necessary for the closing movement of the movable mold clamping plate is shown. acts on the foreign body, whereas the full closing force is not built up after the mold is closed.
  • the presence of a foreign body is determined by switches with high response accuracy, which are attached to one of the two clamping plates and can still be actuated by an adjustable pin attached to the other clamping plate when the form closure is complete.
  • a disadvantage of this method is that the rapid traverse of the closing part requires a considerable force to overcome the friction, which can amount to several tons and is therefore easily sufficient to damage sensitive parts.
  • DE-AS-1 230 552 it has already been proposed to refine the mold protection to resiliently mount a mold clamping plate at a short distance from the fixed mold carrier plate, to which two oppositely switching microswitches inserted in the control circuit of the hydraulic drive are fastened.
  • One of the microswitches is in the path of movement of a switch rod connected to the movable mold clamping plate, the other in front of a switch rod attached to the fixed mold carrier plate.
  • the construction of such a device is relatively large and, above all, it is disadvantageous that shapes of different heights each require a different setting with the greatest accuracy.
  • the mold protection device according to DE-AS-2 065 229 requires separate drives for opening and closing the mold on the one hand and for locking the mold on the other hand. This alone requires a substantial amount of construction work, which is further increased by the fact that with this device the motion engine as an entire structural unit must be designed to be displaceable against spring force.
  • the invention provides that the normal value has been determined by continuous measurement of the time course of the hydraulic pressure at least in the closing phase of the closing movement of a previous closing process and the pressure course is monitored during the closing process, the closing process always being interrupted, if the hydraulic pressure in the pressure curve is above the measured normal value by the predetermined amount.
  • a particular advantage of the invention is that slowly changing operating conditions, such as changes in the viscosity of the hydraulic fluid, can be taken into account by repeatedly measuring the pressure required to overcome friction.
  • the pressure curve is selected as the normal value in the immediately preceding closing process.
  • FIG. 1 shows a pressure diagram for the method
  • FIG. 2 shows a microprocessor circuit for implementing the method
  • FIG. 3 shows the schematic representation of the hydraulic device of a machine equipped with a mold protection device according to the invention.
  • the pressure required to overcome frictional resistances as a function of time (FIG. 1) or of the path is first measured in a closing process carried out with an empty tool.
  • the minimum pressure curve po (t) is stored during the entire mold protection phase and the hydraulic pressure in the locking cylinder is monitored for deviations from the minimum pressure curve during this entire phase. If the hydraulic pressure exceeds the minimum pressure by more than the tolerance value p T , the closing process is stopped immediately.
  • the exceeding of the pressure value determined in a comparison cycle by a predetermined tolerance value can be used to trigger a form protection alarm.
  • the value specified for the pressure relief valve 7 is selected to be a fixed amount higher, so that a pressure can arise at all, which leads to the triggering of the mold protection alarm.
  • the value set on the pressure relief valve 7 is of course still so low that the pressure relief valve 7 alone would also offer reliable form protection.
  • FIG. 3 shows in detail how the mold protection shaft 16, as shown in FIG. 2, can limit the hydraulic pressure of a closing device.
  • the control slide 20 is in the position S1, in which the cylinder space 21 is pressurized, whereas the front cylinder space 23 is connected to the tank.
  • the pressure sensor 1 measures the pressure in the cylinder space 21 and forwards a corresponding voltage signal to the mold protection circuit 16. If this determines that the mold protection pressure has been exceeded, the mold protection alarm is triggered, which brings the control slide 20 into position S2, in which the movement of the piston 22 and thus of the movable mold plate 25 is reversed.
  • the pressure relief valve 7 is used for shape protection. As discussed, this proportional valve is permanently set to a value that is slightly above the permissible instantaneous value for the mold protection pressure.
  • the advantages of the device are given by easy operation and high dimensional stability.
  • the setting of the device requires a closing process to be carried out when the tool is empty (minimum pressure curve p o (t)) and the specification of the tolerance band (p T ). With these unique settings, the device ensures, through the automatic correction, a constant protective effect even under changed operating conditions.
  • the detection of a locking obstruction can be used immediately to end the locking process.
  • the reversal of the device can be made dependent on the expiry of a mold protection time in which no complete mold closure has been determined.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz der Formen beim Spritzgießen von Kunststoffen während der Schließung, wobei die bewegliche Formhälfte mit vorgegebenem Geschwindigkeitsprofil gegen die feststehende Form bewegt und der hydraulische Schließdruck auf einen Wert begrenzt wird, der um einen vorbestimmten, einstellbaren Betrag oberhalb eines Normalwertes liegt. Ein Verfahren dieser Art ist durch die DE-A-2 306 169 bekannt geworden.
  • Bereits vor vielen Jahren ist die Notwendigkeit erkannt worden, die teuren Spritzgußformen gegen Schäden zu schützen, die entstehen, wenn ein Fremdkörper, meistens ein hängengebliebener Spritzling, zwischen die Formhälften gerät. In diesem Sinne zeigt die GB-PS-1 140 118 eine Einrichtung, bei welcher nur jener Druck,der für die Schließbewegung der beweglichen Formspannplatte notwendig ist, auf. den Fremdkörper einwirkt, wogegen der Aufbau der vollen Schließkraft nach Schließen der Form unterbleibt. Festgestellt wird dabei das Vorliegen eines Fremdkörpers durch Schalter großer Ansprechgenauigkeit, die an einer der beiden Formspannplatten befestigt sind und durch einen an der anderen Formspannplatte angebrachten einstellbaren Stift beim vollständigen Formschluß gerade noch betätigt werden. Nachteilig an dieser Methode ist, daß auch der Eilgang des Schließteiles zur Überwindung der Reibung eine beträchtliche Kraft benötigt, die mehrere Tonnen betragen kann und damit zur Beschädigung empfindlicher Teile leicht ausreicht.
  • In DE-AS-1 230 552 wurde zur Verfeinerung des Formschutzes bereits vorgeschlagen, in geringem Abstand von der feststehenden Formträgerplatte federnd eine Formspannplatte anzubringen, an der zwei in den Steuerkreis des hydraulischen Antriebes eingefügte gegensätzlich schaltende Mikroschalter befestigt sind. Einer der Mikroschalter befindet sich in der Bewegungsbahn einer mit der beweglichen Formspannplatte verbundenen Schaltstange, der andere vor einer an der feststehenden Formträgerplatte befestigten Schaltstange. Der konstruktive Aufwand einer solchen Einrichtung ist relativ groß und vor allem ist es nachteilig, daß Formen verschiedener Höhe jeweils eine andere Einstellung größter Genauigkeit erforderlich machen.
  • Konstruktiv aufwendig ist auch die Lösung nach DE-AS-1 554 791, welche eine geringfügige Beweglichkeit der "feststehenden" Formspannplatte vorsieht. Vermieden wird bei dieser Ausführung allerdings die Notwendigkeit, verschiedene Schalter entsprechend der jeweiligen Formhöhe einzustellen, was bei fehlerhafter Einstellung zu einer Vergrößerung der Fehlermöglichkeiten statt zu deren Verringerung führt.
  • Die Formschutzeinrichtung nach DE-AS-2 065 229 setzt gesonderte Triebwerke zum Öffnen und Schließen der Form einerseits und zum Zuhalten derselben andererseits voraus. Schon dies bedingt einen wesentlichen Bauaufwand, der noch dadurch erhöht wird, daß bei dieser Einrichtung das Bewegungstriebwerk als gesamte Baueinheit gegen Federkraft verschiebbar ausgebildet sein muß.
  • In der Praxis durchgesetzt haben sich auf Grund der geschilderten Nachteile solche Einrichtungen, bei denen eine Begrenzung des Schließdruckes auf einen Wert angestrebt wird, bei dem es auch nicht zu Zerstörungen kommt, wenn sich irrtümlich Fremdkörper zwischen den Formhälften befinden. In diesem Sinne schlägt AT-PS-327 523 vor, im letzten Abschnitt der Schließbewegung automatisch ein Überdruckventil zu betätigen. Problematisch daran ist vor allem die richtige Einstellung dieses Ventils. Wenn sich näfi,4ich temperaturbedingt oder alterungsbedingt die Maschinenteile nur schwer gegeneinander bewegen lassen, reicht die bei Öffnung des Überdruckventils verbleibende kinetische Energie unter Umständen zur vollständigen Schließung der Form nicht aus. Anderenfalls kann die Schließung der Form wieder zu rasch erfolgen. Tatsächlich hat sich bei Verwendung von Überdruckventilen zur Begrenzung des Schließdruckes, die willkürlich einstellbar sind, gezeigt, daß das Bedienungspersonal dazu neigt, hohe Einstellungen zu wählen, um das Schließen der Form immer sicherzustellen. Beschädigungen der Formen durch Fremdkörper sind die immer wieder beobachtete Folge.
  • Aus der oben erwähnten DE-A-2 306 169 ist ein Verfahren zum Schutz der Formen beim Spritzgießen von Kunststoffen während der Schließung bekannt, wobei sich die bewegliche Formhälfte mit vorgegebenem Geschwindigkeitsprofil gegen die feststehende Form bewegt und der hydraulische Schließdruck nach oben begrenzt wird.
  • Der Nachteil dieser Konstruktion ist der, daß die Maschine erst abschaltet, wenn ein bestimmter Maximaldruck überschritten wird. Dies kann in vielen Fällen bereits zu spät sein.
  • Zur Vermeidung der aufgezeigten Nachteile sieht die Erfindung vor, daß der Normalwert durch kontinuierliche Messung des zeitlichen Verlaufes des hydraulischen Druckes wenigstens in der Schlußphase der Schließbewegung eines vorangehenden Schließvorganges festgestellt worden ist und der Druckverlauf während des Schließvorganges überwacht wird, wobei der Schließvorgang immer abgebrochen wird, wenn der hydraulische Druck im Druckverlauf um den vorbestimmten Betrag oberhalb des gemessenen Normalwertes liegt.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß langsam veränderliche Betriebsbedingungen, etwa Änderungen in der Zähigkeit der Hydraulikflüssigkeit, berücksichtigt werden können, indem der zur Reibungsüberwindung notwendige Druck immer wieder gemessen wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Druckverlauf im unmittelbar vorangehenden Schließvorgang als Normalwert gewählt wird.
  • Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens, sowie Einrichtungen zu dessen Durchführung werden anschließend anhand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Druckdiagramm für das Verfahren, Fig. 2 zeigt eine Mikroprozessorschaltung zur Realisierung des Verfahrens, und die Fig. 3 zeigt die schematische Darstellung der Hydraulikeinrichtung einer mit einer erfindungsgemäßen Formschutzeinrichtung ausgestatteten Maschine.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst in einem bei leerem Werkzeug durchgeführten Schließvorgang, der zur Überwindung von Reibungswiderständen erforderliche Druck als Funktion der Zeit (Fig.1) oder des Weges gemessen.
  • Es wird der Minimaldruckverlauf po(t) während der ganzen Formschutzphase gespeichert und während dieser ganzen Phase der Hydraulikdruck im Schließzylinder auf Abweichungen vom Minimaldruckverlauf überwacht. Überschreitet der Hydraulikdruck den Minimaldruck um mehr als den Toleranzwert pT, wird der Schließvorgang augenblicklich abgebrochen.
  • Da nicht nur die Überschreitung eines maximalen Druckwertes vermieden werden, sondern eine Früherkennung von unzulässigen Druckabweichungen während der gesamten Formschutzphase möglich sein soll, empfiehlt sich die Verwendung eines Mikroprozessors.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann die Überschreitung des in einem Vergleichszyklus festgestellten Druckwertes um einen vorgegebenen Toleranzwert zur Auslösung eines Formschutzalarmes herangezogen werden. Der dem Druckbegrenzungsventil 7 vorgegebene Wert wird um einen Fixbetrag höher gewählt, damit überhaupt ein Druck entstehen kann, welcher zur Auslösung des Formschutzalarmes führt. Andererseits ist der am Druckbegrenzungsventil 7 eingestellte Wert natürlich immer noch so niedrig, daß auch das Druckbegrenzungsventil 7 allein einen zuverlässigen Formschutz bieten würde.
  • Fig. 3 stellt im Detail dar, wie durch die Formschutzschaftung 16, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, der Hydraulikdruck einer Schließeinrichtung begrenzt werden kann.
  • Von der gesamten Schließeinrichtung ist lediglich eine bewegliche Formplatte 25 angedeutet, die mittels einer Kniehebeleinrichtung 24 betätigt wird, welche durch einen Kolben 22 verschiebbar ist. Natürlich wäre die Erfindung auch auf voll hydraulische Schließsysteme, bei denen keine Kniehebel verwendet werden, anwendbar.
  • Während der Schließbewegung befindet sich der Steuerschieber 20 in der Stellung S1, in welcher der Zylinderraum 21 druckbeaufschlagt ist, wogegen der vordere Zylinderraum 23 mit dem Tank in Verbindung steht. Der Druckaufnehmer 1 mißt den Druck im Zylinderraum 21 und gibt ein entsprechendes Spannungssignal an die Formschutzschaltung 16 weiter. Stellt diese eine Überschreitung des Formschutzdruckes fest, wird der Formschutzalarm ausgelöst, welcher den Steuerschieber 20 in die Stellung S2 bringt, in welcher sich die Bewegung des Kolbens 22 und damit der beweglichen Formplatte 25 umkehrt.
  • Anstatt des Steuerschiebers 20 und vorzugsweise zusätzlich zu diesem, wird das Druckbegrenzungsventil 7 zum Formschutz herangezogen. Wie besprochen, ist dieses Proportionalventil dauernd auf einen Wert eingestellt, der geringfügig oberhalb des zulässigen Momentanwertes für den Formschutzdruck liegt.
  • Da die hydraulische Einrichtung, welche über eine Regelpumpe 18 betrieben wird, durch das Mengenregelventil 19 kontrolliert ist, ergibt sich bei jeder Schließbewegung grundsätzlich derselbe Druckverlauf, was die Voraussetzung dafür ist, daß erfindungsgemäß Abweichungen vom Druckverlauf bei einem erfindungsgemäßen vorangehenden Schließvorgang zur Auslösung des Formschutzes herangezogen werden kann.
  • Die Vorteile der Einrichtung sind durch leichte Bedienung und hohe Formsicherheit gegeben. Die Einstellung des Gerätes erfordert die Durchführung eines Schließvorganges bei leerem Werkzeug (Minimaldruckverlauf po(t)) und der Vorgabe des Toleranzbandes (pT). Mit diesen einmaligen Einstellungen gewährleistet die Einrichtung durch die selbsttätige Korrektur eine gleichbleibende Schutzwirkung auch bei veränderten Betriebsbedingungen. Das Erkennen einer Schließbehinderung kann unmittelbar zur Beendigung des Schließvorganges herangezogen werden. Es kann aber auch bei Verwendung lediglich eines Druckbegrenzungsventiles die Umsteuerung der Einrichtung in üblicher Weise vom Ablauf einer Formschutzzeit abhängig gemacht werden, in der kein vollständiges Schließen der Form festgestellt worden ist.

Claims (2)

1. Verfahren zum Schutz der Formen beim Spritzgießen von Kunststoffen während der Schließung, wobei die bewegliche Formhälfte mit vorgegebenem Geschwindigkeitsprofil gegen die feststehende Form bewegt und der hydraulische Schließdruck auf einen Wert begrenzt wird, der um einen vorbestimmten, einstellbaren Betrag oberhalb eines Normalwertes liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Normalwert (po) durch kontinuerliche Messung des Zeitlichen Verlaufes des hydraulischen Druckes wenigstens in der Schlußphase der Schließbewegung eines vorangehenden Schließvorganges festgestellt worden ist und der Druckverlauf während des Schließvorganges überwacht wird, wobei der Schließvorgang immer abgebrochen wird, wenn der hydraulische Druck im Druckverlauf um den vorbestimmten Betrag (pT) oberhalb des gemessenen Normalwertes (po) liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverlauf im unmittelbar vorangehenden Schließvorgang als Normalwert gewählt wird.
EP83103478A 1982-06-07 1983-04-11 Verfahren zum Schutz der Formen beim Spritzgiessen Expired EP0096183B1 (de)

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